人马座 A* 在红外/X 射线强度变化期间具有不变的谱指数

我们报告了对 Sgr A*(与位于银心的超大质量黑洞相关的变发射源)的首次宽带红外 (IR) 颜色测量的时间序列观测。利用 Keck II 望远镜上的激光和自然导星自适应光学系统,我们在 4 次观测(2005–2006 年)期间,以约 3 分钟的典型周期,在多个近红外宽带滤光片下对 Sgr A* 进行了成像,其中两次与 Chandra X 射线观测同时进行。尽管 Sgr A* 的去红化流量密度变化范围很大(2–30 mJy),我们所有的近红外测量结果均与一个不变的谱指数 $\alpha = -0.6\pm0.2$ 相一致。此外,该值与在几乎所有爆发期间 X 射线波段所观测到的谱指数一致;这与产生 X 射线发射的同步自康普顿模型相符。在协同观测期间,一次红外爆发发生在一次可能相关的 X 射线爆发之后不到 36 分钟,而若干次类似的红外爆发并未伴随 X 射线发射的增强。X 射线与红外流量比的可变性以及红外谱指数的不变性,对红外与 X 射线发射源自同一群电子的观念提出了挑战。因此,我们假设,负责红外和 X 射线发射的电子群是由某种加速机制产生的,该机制使负责红外发射的电子能量分布的主体保持不变,但具有可变的高能截断。偶尔会产生一个大于 1 GeV 的电子高能尾,而正是这一高能尾导致了 X 射线爆发。对这种变化的一种可能解释来自磁旋转不稳定所诱发的湍流,其中湍流的外尺度长度发生变化,从而改变了高能截断。